一种嵌入式数字音效处理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种嵌入式数字音效处理装置，包括音频输入单元、音频处理单元和单片机；所述音频输入单元与音频处理单元电连接，所述音频处理单元与所述单片机电连接。所述音频输入单元包括麦克风输入、乐器输入和外接音源输入；所述音频处理单元包括电连接的第一音效处理芯片和第二音效处理芯片；第一音效处理芯片用于对各路输入叠加增益，叠加后生成音频信号A经音效处理发送至第二音效处理芯片；第二音效处理芯片包括模拟开关；用于将PC端声卡处理后的音频信号与音频信号A合成音频信号B后经模拟开关选择其走向；单片机与模拟开关电连接。本实用新型实现多人居家K歌享受专业音效处理效果，轻便易携带，多种录音方式等功能。
【专利说明】一种嵌入式数字音效处理装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及音效处理领域，具体说的是一种嵌入式数字音效处理装置。
【背景技术】
[0002]随着人们物质生活水平的提高，越来越多的人开始注重娱乐文化生活，各种歌唱活动的举办，工作之余朋友之间聚会KTV高歌等，都离不开音乐的播放。人们除了享受户外的各种音乐娱乐活动的快乐，空闲在家的时候也会想高歌一曲放松玩乐，希望能打开电脑，播放音乐就可以享受专业K歌的乐趣。但是家中的音乐设备功能有限，往往达不到KTV中专业设施的特殊K歌效果，难免让人失望。如今市面上也有提供能在家也可享受专业卡拉OK演唱效果的专业设备，但都体积庞大、质量笨重且价格昂贵，非一般人能消费。因此有必要提供一种让人们在家也能享受身处KTV包房中的专业K歌音响效果，且轻便易携带支持多人同时K歌尽欢的嵌入式数字音效处理装置。
实用新型内容
[0003]为了解决上述问题，本实用新型提出了一种嵌入式数字音效处理装置，主要可实现多人居家K歌且享受专业音效处理效果，轻便易携带，多种录音方式等功能。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是:
[0005]提供一种嵌入式数字音效处理装置，包括音频输入单元、音频处理单元和单片机；所述音频输入单元与音频处理单元电连接，所述音频处理单元与所述单片机电连接。
[0006]所述音频输入单兀包括麦克风输入、乐器输入和外接音源输入；
[0007]所述音频处理单元包括电连接的第一音效处理芯片和第二音效处理芯片；所述第二音效处理芯片包括模拟开关；所述单片机与所述模拟开关电连接。
[0008]其中，所述第一音效处理芯片包括增益电路、第一加法器和音效处理电路，所述麦克风输入连接增益电路后与第一加法器电连接，所述第一加法器与所述音效处理电路电连接。
[0009]其中，所述第二音效处理芯片还包括第二加法器和第三加法器，所述第一音效处理芯片的输出端和除麦克风输入端外的各路输入分别与所述第二加法器的输入端电连接，所述第二加法器的输出端分别电连接所述模拟开关的输入端和第三加法器的第一输入端，所述第三加法器的第二输入端与所述PC机端声卡输出端电连接，所述第三加法器的输出端与所述模拟开关的输入端电连接；所述模拟开关输出端与PC机端声卡电连接。
[0010]其中，所述单片机分别与U转串口、复位单元和加密芯片电连接。
[0011]其中，所述嵌入式数字音效处理装置还包括录音单元，所述录音单元与所述模拟开关电连接。
[0012]其中，所述麦克风输入包括两路或两路以上接口。
[0013]其中，还包括两个或两个以上外接耳机接口。
[0014]本实用新型的有益技术效果是:本实用新型区别与现有技术设备体积庞大、声音增益不够大、输入方式单一且录音模式固定等导致居家K歌音效不佳的问题，本实用新型提供一种嵌入式数字音效处理装置，主要包括音频输入单元、录音单元、音频处理单元和单片机；音频输入单元通过音频处理单元电连接，音频处理芯片分别与单片机和录音单元电连接。具体具有以下优点:
[0015]1、音频数据被音频输入单元接收后经过音频处理单元的特殊音效处理后将音频增益到理想大小，且能将噪音控制在一定范围内，实现了 KTV现场K歌的音响效果。具体的，通过第一音效处理芯片对各路麦克风输入进行各自增益处理后叠加并再次增益后与除麦克风输入外的各路输入叠加生成音频信号A经过音效处理后分别发送至第二音效处理芯片的模拟开关和第二加法器；将麦克风输入的音频信号进行了两次的放大增益处理，噪音将明显削弱，在通过两次的调试增益后能将噪音控制在一定值内，而麦克风的信号又能得到理想的增益效果。而第二音效处理芯片将PC端经过声卡处理后分成左右声道的音频信号与音频信号A合成音频信号B后发送至模拟开关；由模拟开关对接收到的音频信号A和音频信号B通过单片机控制其选择信号发送至录音单元进行录音。
[0016]2、音频输入单元包括乐器输入、外接音源输入和至少两路的麦克风输入等多种输入方式，告别单一的输入方式，提供人们更多的选择，不仅可以多人同时进行K歌享受，还可以连接电吉他等乐器自助伴奏，增加K歌的乐趣。
[0017]3、本实用新型所述的一种嵌入式数字音效处理装置还提供两种的录音模式可供选择，通过由单片机控制模拟开关选择发送录音单元的音频信号，具体的，提供麦克风输入与乐器输入、外接音源输入等叠加的麦克风外部音源合成录音模式以及将所有音频输入和PC机端音源叠加后的麦克风外部音源与PC机端音源合成录音模式两种。录音模式的选择可通过与单片机电连接的应用软件实现，多样化的录音模式可供人们根据不同的喜好选择，更加的人性化。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型一种嵌入式数字音效处理装置的结构方框图；
[0019]图2是本实用新型一种嵌入式数字音效处理装置具体实施例中的增益电路；
[0020]图3是本实用新型一种嵌入式数字音效处理装置具体实施例中第一音效处理芯片中的部分电路图。
[0021]标号说明:
[0022]1、音频输入单元； 2、音频处理单元；3、单片机；
[0023]4、麦克风输入；5、乐器输入；6、外接音源输入；
[0024]7、第一音效处理芯片；8、第二音效处理芯片； 9、模拟开关；
[0025]10、增益电路；11、第一加法器；12、音效处理电路；
[0026]13、第二加法器；14、第三加法器；15、PC机端声卡；
[0027]16、U转串口；17、复位单元；18、加密芯片；
[0028]19、录音单元；20、耳机。
【具体实施方式】
[0029]为详细说明本实用 新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0030]请参阅图1至图3，图1为本实施方式一种嵌入式数字音效处理装置的结构框图。一种嵌入式数字音效处理装置，包括音频输入单元1、音频处理单元2和单片机3 ;所述音频输入单元I与音频处理单元2电连接，所述音频处理单元2与所述单片机3电连接。所述音频输入单兀I包括麦克风输入4、乐器输入5和外接音源输入6,用于接收音频信号后发送至所述音频处理单元2。提供多种输入方式提供人们更多的选择，可连接电吉他等乐器伴奏或增加外接音源的输入，增加K歌乐趣，实现多功能混音。
[0031]所述音频处理单元2包括电连接的第一音效处理芯片7和第二音效处理芯片8 ；所述第一音效处理芯片7用于对所述麦克风输入4进行增益处理后叠加并进行二次增益后与除麦克风输入4外的各路输入再次叠加并增益，叠加后生成音频信号A经音效处理后发送至所述第二音效处理芯片8 ;所述第二音效处理芯片8包括模拟开关9，用于将PC端经过声卡处理后的音频信号与所述音频信号A合成音频信号B后经所述模拟开关9选择其走向；所述单片机3与所述模拟开关9电连接，用于控制音频信号发送至音响输出及控制所述模拟开关9选择音频信号的输出。上述音频处理单元2中的第一音效处理芯片7负责对多路麦克风输入4的音频各自经过一次运算放大调整增益后叠加再次进行二次运算放大调整增益，通过两次放大增益处理后的麦克风输入4音频将噪音最大化削弱并控制在理想的范围内，不仅将麦克风输入4音频最大化降噪，且同时达到理想的增益效果。而第二音效处理芯片8负责对已经达到理想增益且降噪过的麦克风输入4音频信号与乐器输入5和其他外接音源接收的音频信号进行第三次叠加增益处理生成音频信号A，第二音效处理芯片8还负责将音频信号A与PC机端声卡15的输出端输出经过声卡处理后分成左右声道的音频信号进行叠加增益处理后生成音频信号B发送至模拟开关9，第三次叠加增益处理将所有的输入音频信号再次降噪并达到一致的增益放大效果后也发送至第二音效处理芯片8的模拟开关9，模拟开关9将接收到音频信号A与音频信号B后通过单片机3的控制，模拟开关9将选择所需的音频信号发送至录音单元19进行录音或发送播放音频至PC机端音响输出，录音单元19通过模拟开关9的控制将能接受音频信号A和音频信号B，对应麦克风外部音源录音和PC机端音源及麦克风外部音源合成录音两种录音模式的选择。经过音频处理单元2进行特效音频处理后的音频信号能将输出音频最大化降噪且达到理想的增益，营造在KTV现场K歌的音乐特效。
[0032]如图2本实用新型所述一种嵌入式数字音效处理装置具体实施例中的增益电路10所示。在一具体的实施例中，所述第一音效处理芯片7包括增益电路10、第一加法器11和音效处理电路12，所述麦克风输入4连接增益电路10后与第一加法器11电连接，所述第一加法器11与所述音效处理电路12电连接。其中，具体增益电路10的具体连接为运算放大器正电源端连接电源电压，负电源端接地；电源电压通过电阻R25和电容C83滤波后连接到运算放大器正电源端；运算放大器正电源端通过电阻R154和电阻R221分压后经电容C201滤波再串联电阻R155与运算放大器正相输入端连接。所述麦克风输入4的音频信号经过电容C3进行一阶滤波后通过电阻R163和电容C33后连接运算放大器的正相输入端；运算放大器反相输入端与信号输出端之间分别并联电阻R19和电容C162，运算放大反相输入端连接电阻R26与电容C4后接地形成串联电压负反馈电路，通过调节电阻R19和电阻R26来调整各路所述麦克风输入4的增益大小实现麦克风的第一次增益并削弱噪音。运算放大器的信号输出端连接所述音效处理电路12，音频信号进行音频特效处理后连接所述第一加法器11的输入端。
[0033]如图3本实用新型一种嵌入式数字音效处理装置具体实施例中的第一音效处理芯片的部分电路图所示，具体的第一加法器11的电路连接为第一路麦克风输入4经过第一次增益降噪处理及音效处理电路12后与电阻R164串联，电阻R164之间并联电容C12和电阻R29 ;第二路麦克风输入4经过第一次增益降噪处理及音效处理电路12后与电阻R193串联，电阻R193之间并联电容C16和电阻R127。电阻R164与电阻R193串联后与电阻R65连接，在经过电容C137进行二阶滤波后连接第一加法器11的反相输入端；第一加法器11的反相输入端与信号输出端之间分别并联电容C136和电阻R28构成电压负反馈电路。电路通过调节电阻R164、R193与电阻R28的阻值来实现麦克风叠加后的音频信号的增益放大，实现麦克风输入4的第二次增益放大降噪处理。
[0034]在一具体的实施例中，所述第二音效处理芯片8包括第二加法器13和第三加法器
14,所述第一音效处理芯片7的输出端和除麦克风输入4外的各路输入分别与所述第二加法器13的输入端电连接，所述第二加法器13的输出端分别电连接所述模拟开关9的输入端和第三加法器14的第一输入端，所述第三加法器14的第二输入端与所述PC机端声卡15的输出端电连接，所述第三加法器14的输出端与所述模拟开关9的输入端电连接；所述模拟开关9输出端与PC机端声卡15电连接。所述麦克风输入4的音频信号经过第一音效处理芯片7的处理后与乐器输入5和其他外接音源输入6 —起通过第二加法器13处理后输出音频信号A，音频信号A分别发送至所述模拟开关9和第三加法器14的输入端；第三加法器14将音频信号A与从PC机端声卡15中生成左右声道的音频信号叠加后进行相应的调整增益和降噪处理生成音频信号B后发送至所述模拟开关9单元，通过单片机3的控制，选择模拟开关9中的音频信号A和音频信号B的输出。
[0035]在一具体的实施例中，所述单片机3分别与U转串口 16、复位单元17和加密芯片18电连接。U转串口 16用于实现调音参数由PC机端的软件下发获取；复位单元17用于监测MCU的工作电压，当低于2.63V时，硬件系统能够自行复位；加密芯片18与MCU通过I2C的总线相连，用于对软件实现代码的保护。通过所述单片机3的控制，配置有更多的功能以便人们选择运用。
[0036]在一具体的实施例中，还包括录音单元19，所述录音单元19与所述模拟开关9电连接，用于提供包括麦克风外部音源合成录音和麦克风外部音源与PC机端音源合成录音。所述模拟开关9接收麦克风输入4端音源合成音频信号A和麦克风输入4端音源与PC机端音源合成后的音频信号B两种音频信号，通过单片机3的控制，可实现模拟开关9选择性的输出音频信号至所述录音单元19进行录音，人们可根据自己的喜好选择两种不同的录音效果进行收藏。
[0037]在一具体的实施例中，所述麦克风输入4包括两路或两路以上接口。提供多路的麦克风输入4端口能满足人们实现多人同时K歌对唱的尽兴需要，同时多路的麦克风输入4分别连接各自的一次增益电路10，分别进行第一增益降噪处理后再进行叠加进行第二次增益降噪处理，经过分别增益降噪后又一次叠加进行增益降噪，能最大化的削弱音频噪音，且将麦克风输入4音频放大到理想的增益，即使是多人同时K歌的情况下也能很好的避免串音，噪音叠加等，保证良好的音频效果。[0038]在一具体的实施例中，所述嵌入式数字音效处理装置还包括两个或两个以上外接耳机20接口。能够通过耳机20直接将音频信号传递至人们的耳朵，通过佩戴耳机20进行K歌让人享受高保真音频信号的立体声环绕下震撼的现场演唱效果。
[0039]本实用新型区别与现有的居家K歌装置体积庞大、声音增益不够大、输入方式单一且录音模式固定等导致居家K歌音效不佳不能尽情高歌的问题，本实用新型提供了一种嵌入式数字音效处理装置，主要包括音频输入单元1、录音单元19、音频处理单元2和单片机3 ;音频输入单元I通过音频处理单元2电连接，音频处理芯片分别与单片机3和录音单兀19电连接。音频输入单兀I包括麦克风输入4、乐器输入5和外接音源输入6,用于接收音频信号后发送至所述音频处理单元2 ;音频处理单元2包括电连接的第一音效处理芯片7和第二音效处理芯片8 ;第一音效处理芯片7用于对麦克风输入4进行增益处理后叠加并进行二次增益后与除麦克风输入4外的各路输入再次叠加，叠加后生成音频信号A经音效处理后发送至第二音效处理芯片8。各路的麦克风输入4在经过各自的增益降噪处理后叠加再次进行增益音效处理，经过两次的放大增益处理后，噪音被大大削弱，且能达到理想的增益，将噪声控制在一定值内，而将所有的输入音频信号进行叠加增益处理后将增益调整到一致。第二音效处理芯片8包括模拟开关9，用于将PC端经过声卡处理后的音频信号与所述音频信号A合成音频信号B后发送至模拟开关9 ;模拟开关9接收音频信号A和音频信号B并控制输出的音频信号；单片机3用于控制输出的信号发送至音响输出及控制模拟开关9选择信号发送至所述录音单元19进行录音。录音单元19提供麦克风外部音源合成录音模式和麦克风外部音源与PC机端音源合成录音模式两种，多种的输入方式，提供人们更多的选择，不仅可以多人同时进行K歌享受，还可以连接电吉他等乐器自助伴奏，增加K歌的乐趣。
[0040]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种嵌入式数字音效处理装置，其特征在于，包括音频输入单元、音频处理单元和单片机；所述音频输入单元与音频处理单元电连接，所述音频处理单元与所述单片机电连接； 所述音频输入单兀包括麦克风输入、乐器输入和外接音源输入； 所述音频处理单元包括电连接的第一音效处理芯片和第二音效处理芯片；所述第二音效处理芯片包括模拟开关；所述单片机与所述模拟开关电连接。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入式数字音效处理装置，其特征在于，所述第一音效处理芯片包括增益电路、第一加法器和音效处理电路，所述麦克风输入连接增益电路后与第一加法器电连接，所述第一加法器与所述音效处理电路电连接。
3.根据权利要求1所述的一种嵌入式数字音效处理装置，其特征在于，所述第二音效处理芯片还包括第二加法器和第三加法器，所述第一音效处理芯片的输出端和除麦克风输入端外的各路输入分别与所述第二加法器的输入端电连接，所述第二加法器的输出端分别电连接所述模拟开关的输入端和第三加法器的第一输入端，所述第三加法器的第二输入端与PC机端声卡的输出端电连接,所述第三加法器的输出端与所述模拟开关的输入端电连接；所述模拟开关输出端与PC机端声卡电连接。
4.根据权利要求1所述的一种嵌入式数字音效处理装置，其特征在于，所述单片机分别与U转串口、复位单元和加密芯片电连接。
5.根据权利要求1所述的一种嵌入式数字音效处理装置，其特征在于，还包括录音单元，所述录音单元与所述模拟开关电连接。
6.根据权利要求1所述的一种嵌入式数字音效处理装置，其特征在于，所述麦克风输入包括两路或两路以上接口。
7.根据权利要求1所述的一种嵌入式数字音效处理装置，其特征在于，还包括两个或两个以上外接耳机接口。
【文档编号】G05B19/042GK203689074SQ201420055035
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2014年1月28日
【发明者】林谋兰, 邵未, 刘万瑾, 江晓玲 申请人:福建海媚数码科技有限公司